El hombre no cesa de inspirarse en la naturaleza. Un nuevo ejemplo de ello son... las cucarachas. Estos insectos, que despiertan una profunda aversión en la mayoría de los humanos, poseen un exoesqueleto cambiante, que les permite moverse por espacios diminutos y soportar fuerzas de casi 900 veces su peso corporal sin lesionarse. Una maravilla que puede ser la clave para construir robots de búsqueda y rescate de victimas entre escombros.

Para desesperación de los profesionales del control de plagas y de sus clientes, la capacidad de adaptación de las cucarachas para sobrevivir parece no tener limites.

Se resisten a los insecticidas, evolucionan su sentido del gusto para esquivar las trampas con glucosa, o escapan en direcciones imprevistas y aleatorias para no ser alcanzadas por sus depredadores. A esta lista de habilidades hay que añadir los resultados obtenidos en un estudio realizado en la Universidad de California en Berkeley (EEUU), que analiza la extraordinaria capacidad de las cucarachas para comprimirse y resistir presiones sobre su cuerpo.

Los exoesqueletos articulados de las cucarachas les permiten una locomoción rápida pero, a la vez, conservan la habilidad de un cuerpo blando, capaz de cambiar de forma para explorar ambientes confinados. En los experimentos realizados, los investigadores pusieron a prueba estas características físicas de las cucarachas, con unos resultados sorprendentes.

Al hacerlas pasar por grietas horizontales, con una altura inferior a una cuarta parte de la altura del cuerpo del insecto de pie, las atravesaron rápidamente en 300-800 milisegundos, mediante la compresión de su cuerpo un 40-60%.

La grabación del experimento revela que el paso por la grieta es una maniobra compleja y discontinua. Después de atravesar las grietas horizontales y entrar en un espacio confinado vertical, las cucarachas se arrastraron a velocidades cercanas a los 60 cm⋅s-1 ( 20 veces la longitud de su cuerpo por segundo), a pesar de la compresión corporal y los cambios posturales.

La velocidad de la carrera y la longitud y el periodo de la zancada sólo se redujeron a la altura más pequeña en la grieta (4mm), mientras que el deslizamiento o "arrastramiento" del cuerpo y el desplazamiento en zigzag aumentaron.

Para analizar los limites de rendimiento de la carrera en espacios confinados, los investigadores alteraron la fricción en el techo y el suelo de la grieta. Un aumento de la fricción en el techo disminuyó la velocidad, al disminuir la longitud de la zancada y aumentar el deslizamiento o "arrastramiento" del insecto. En cambio, un aumento de la fricción en el suelo aportó velocidad y longitud de zancada, obteniéndo un máximo en los niveles intermedios de fricción.

Estos datos apoyan un modelo de locomoción que los investigadores han descrito como un "arrastramiento mediante las patas, con fricción en el cuerpo".

Por otra parte, para definir los limites de la compresión del cuerpo de las cucarachas en espacios confinados, realizaron pruebas cíclicas de compresión dinámica en animales vivos. El exoesqueleto de los insectos les permitió resistir fuerzas de 300 veces su peso corporal al atravesar las grietas más pequeñas y de hasta casi 900 veces su peso corporal sin lesionarse.

No es de extrañar pues, que los flexibles y resistentes exoesqueletos de las cucarachas y su modo de desplazarse en espacios confinados, puedan servir de inspiración para diseñar robots de búsqueda y rescate, capaces de penetrar en los escombros generados por tornados, terremotos o explosiones.

Fuente: Kaushik Jayaram, Robert J. Full: Cockroaches traverse crevices, crawl rapidly in confined spaces, and inspire a soft, legged robot, University of California, Berkeley, 2015